La loupe à changement de couleur permet une vision claire de la lumière infrarouge


La loupe à changement de couleur permet une vision claire de la lumière infrarouge

Des chercheurs de l’Université de Cambridge ont démontré un nouveau concept pour la lumière et comment elle peut être convertie en lumière visible qui peut être facilement détectée. Crédit photo : NanoPhotonics Cambridge / Ermanno Miele, Jeremy Baumberg

La détection de la lumière en dehors de la plage rouge visible de nos yeux est difficile car la lumière infrarouge transporte si peu d’énergie par rapport à la chaleur ambiante à ambiante. Cela obscurcit la lumière infrarouge à moins que les détecteurs spéciaux ne soient refroidis à des températures très basses, ce qui est à la fois coûteux et énergivore.

Aujourd’hui, des chercheurs, dirigés par l’Université de Cambridge, ont démontré un nouveau concept pour détecter la lumière infrarouge et comment elle peut être convertie en lumière visible qui peut être facilement détectée.

En collaboration avec des collègues du Royaume-Uni, d’Espagne et de Belgique, l’équipe a utilisé seule couche de molécules pour absorber la lumière infrarouge moyen dans leurs liaisons chimiques vibrantes. Ces molécules tremblantes peuvent donner leur énergie à la lumière visible qu’elles frappent, la convertissant en émissions plus proches de l’extrémité bleue du spectre, qui peuvent ensuite être capturées par les caméras modernes à lumière visible.

Les résultats rapportés dans la revue science, de nouveaux moyens peu coûteux de détecter les polluants, de suivre les cancers, de vérifier les mélanges de gaz et de détecter à distance l’univers extérieur.

Le défi pour les chercheurs était de s’assurer que les molécules tremblantes atteignent la lumière visible assez rapidement. « Cela signifiait que nous devions confiner la lumière très étroitement autour des molécules en la pressant dans des crevasses entourées d’or », a déclaré l’auteur principal Angelos Xomalis du laboratoire Cavendish de Cambridge.

Les chercheurs ont développé une méthode pour intégrer des couches moléculaires individuelles entre un miroir et de minuscules morceaux d’or, ce qui n’est possible qu’avec des «méta-matériaux» capables de tordre et de comprimer la lumière en des volumes des milliards de fois plus petits qu’un cheveu humain.

« Capturer ces différentes couleurs de lumière en même temps était difficile, mais nous voulions trouver un moyen peu coûteux et pouvant facilement fabriquer des appareils pratiques », a déclaré le co-auteur Dr. Rohit Chikkaraddy du Laboratoire Cavendish, qui a réalisé les expériences basées sur ses simulations de lumière dans ces blocs de construction.

« C’est comme écouter les vagues d’un tremblement de terre clapoter lentement en les heurtant avec une corde de violon pour obtenir un sifflement aigu facile à entendre et sans casser le violon », a déclaré le professeur Jeremy Baumberg du NanoPhotonics Center du Cavendish Laboratory à Cambridge en faisant la recherche.

Les chercheurs soulignent qu’il existe de nombreuses façons d’optimiser les performances de ces détecteurs moléculaires à faible coût, même s’ils n’en sont encore qu’à leurs balbutiements et peuvent alors accéder à des informations riches dans cette fenêtre du spectre.

Des observations astronomiques des structures galactiques à la capture d’hormones humaines ou aux premiers signes de cancers invasifs, de nombreuses technologies peuvent bénéficier de cette nouvelle avancée des détecteurs.

La recherche a été menée par une équipe de l’Université de Cambridge, de la KU Leuven, de l’University College London (UCL), de la Faraday Institution et de l’Universitat Politècnica de València.


Le nano « salle des miroirs » provoque le mélange des molécules avec la lumière


Plus d’information:
Angelos Xomalis et al., Détection de la lumière dans l’infrarouge moyen par conversion ascendante de fréquence moléculaire dans des nano-antennes à deux longueurs d’onde, science (2021). DOI : 10.1126 / science.abk2593. www.science.org/doi/10.1126/science.abk2593

Fourni par l’Université de Cambridge

Citation: La à changement de couleur une vision claire de la lumière infrarouge (2021, 2 décembre, consulté le 6 décembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-12-color-changing-magnifying-glass-view- infrarouge.html

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